Sensores de temperatura: tipos, funcionamiento y aplicaciones en automoción

Principios de Medición de la Temperatura

Los cambios de temperatura en un cuerpo afectan a ciertas características del mismo, estableciendo una dependencia funcional entre estas propiedades y la temperatura. Algunas de estas relaciones de cambio incluyen:

• Dilatación: El cuerpo aumenta sus dimensiones con el aumento de temperatura.
• Cambio del coeficiente de resistividad eléctrica: Variación en la resistencia eléctrica de los materiales.
• Variación de la corriente: En una unión P-N polarizada directamente.
• Variación de la diferencia de potencial: Generada por la unión de dos materiales distintos (efecto Seebeck).

Tipos de Termómetros y Sensores de Temperatura

Termómetros

• Termómetro clínico de mercurio: Utiliza la dilatación volumétrica de líquidos (como el mercurio) que se expanden por un tubo capilar, marcando la temperatura a través de una escala graduada.
• Par bimetálico: Dispositivo que utiliza la dilatación diferencial de dos flejes de distintos metales, unidos mediante remaches o soldadura.

Termistores

Un termistor es una resistencia cuyo valor en ohmios varía en función de la temperatura. Existen dos clases:

• NTC (Coeficiente de Temperatura Negativo): Resistencia variable cuyo valor disminuye a medida que aumenta la temperatura.
• PTC (Coeficiente de Temperatura Positivo): Cuyo valor de resistencia eléctrica aumenta con la temperatura.

Termorresistencias (Sensores RTD)

Los sensores RTD (Resistance Temperature Detector) se utilizan para medir temperatura por contacto o inmersión, especialmente en un rango de temperaturas elevadas. Son sensores lineales dentro del rango de -200°C a 850°C, aproximadamente.

Termocuplas

Una termocupla está formada por la unión de dos piezas de materiales diferentes. Debido a que el número de electrones libres en un metal depende de la temperatura y de la composición del metal, se genera una diferencia de potencial (fuerza electromotriz) que es función de la temperatura.

Diodos para Medir Temperatura

Se puede usar un diodo semiconductor ordinario como sensor de temperatura. Un diodo es un sensor de temperatura de bajo costo, capaz de producir resultados satisfactorios.

Aplicaciones en la Automoción

Sensores de Temperatura en el Automóvil

Los sensores de temperatura en el automóvil miden diversas variables:

• Temperatura del anticongelante del motor (ECT).
• Temperatura del aire de admisión (IAT).
• Temperatura de los gases de escape (EGT).
• En modelos más recientes, existen sensores para medir la temperatura del aceite de la transmisión automática o del motor, la temperatura física de la cabeza de los cilindros y la temperatura de la batería.

Bulbo para el Accionamiento del Electroventilador

Este sensor de temperatura es básicamente un interruptor térmico que abre y cierra un circuito eléctrico a través de un disco bimetálico convexo.

Sensor de Temperatura del Aire de Admisión (IAT)

Se utiliza para detectar la temperatura promedio del aire del ambiente en un arranque en frío y a medida que el motor comienza a calentarse.

Sensor de Temperatura de los Gases de Escape (EGT)

El sensor de temperatura de los gases de escape (EGT) va atornillado en el tubo de escape, detrás del precatalizador (si existe).

Circuitos de Medición de Temperatura

Un circuito medidor de temperatura está compuesto básicamente por:

• Un módulo de control electrónico.
• Un sensor de temperatura.
• Conductores y conectores.

Componentes del Módulo de Control Electrónico

• Regulador de tensión: Alimenta al circuito con un nivel de tensión constante.
• Resistor limitador de corriente (R1): De valor fijo, protege al circuito evitando una sobrecarga por intensidad de corriente.
• Circuito procesador de información: Mide el nivel de tensión presente en cada momento en el punto 'M' (punto de medición).